Inženýři z jihokalifornské Jet Propulsion Laboratory a firmy AeroVironment dokončili podrobný rozbor posledního letu vrtulníku Ingenuity, ke kterému došlo 18. ledna 2024. Tento rozbor bude publikován za několik týdnů v podobě technické zprávy NASA. Ingenuity, poslaná na Mars jakožto technologický demonstrátor, který má zvládnout maximálně 5 startů během 30 dní, se stal prvním vrtulovým strojem, který létal na jiném kosmickém tělese. Vrtulník fungoval skoro tři roky, provedl 72 letů a uletěl více než 30× delší vzdálenost, než se plánovala. Letem strávil dohromady více než dvě hodiny.

Vyšetřování dospělo ke zjištění, že neschopnost navigačního systému Ingenuity poskytovat přesná data během letu vyvolala řetězec událostí, který ukončil misi. Očekává se, že závěry vyšetřovací zprávy budou přínosem pro budoucí vrtulníky na Marsu i pro další letouny určené k provozu na jiných světech.

Poslední vzlet

Let číslo 72 byl naplánován jako krátké vertikální poskočení, které mělo pomoci zhodnotit stav letových systémů Ingenuity a také mělo dojít k focení oblasti. Data z letu ukazují, že vrtulník vystoupal do 12 metrů, držel výšku, vznášel se na místě a pořídil fotky. Po 19 sekundách od vzletu byl zahájen sestup a za dalších 14 sekund byl vrtulník zpět na povrchu a měl pozastavenou komunikaci. Následující den se podařilo obnovit spojení a snímky, které se objevily šest dní po letu, odhalily, že Ingenuity utrpěla vážné poškození listů rotoru.

Co se stalo?

„Když provádíte vyšetřování nehody na vzdálenost 100 milionů kilometrů, tak nemáte žádné černé skříňky, či očité svědky,“ říká Håvard Grip z JPL, první pilot Ingenuity a dodává: „Ačkoliv by se dostupná data dala vysvětlit mnoha různými scénáři, my máme ten, který považujeme za nejpravděpodobnější – nedostatek povrchové textury, který dal navigačnímu systému moc málo informací, se kterými mohl pracovat.“

Navigační systém vrtulníku byl navržen tak, aby sledoval vizuální útvary na povrchu pomocí dolů mířící kamery. Tato omezená sledovací kapacita byla více než dostatečná pro provedení pěti zmíněných letů Ingenuity. Jenže u letu číslo 72 se vrtulník nacházel v části kráteru Jezero, kde byly strmé, relativně beztvaré písečné vlny.

Jedním z hlavních požadavků na navigační systém bylo poskytovat odhady rychlosti, které by vrtulníku umožnily přistát v malém rozsahu vertikálních a horizontálních rychlostí. Data odeslaná během letu 72 ukazují, že zhruba 20 sekund po vzletu navigační systém nedokázal najít dostatek povrchových prvků, které by mohl sledovat.

Fotografie pořízené po letu naznačují, že navigační chyby způsobily vysoké horizontální rychlosti při přistání. Podle nejpravděpodobnějšího scénáře způsobil tvrdý náraz do svahu písečné vlny náklon a převrácení Ingenuity. Rychlá změna polohy měla za následek zatížení rychle rotujících rotorových listů nad jejich konstrukční limity a utrhnutí všech čtyř listů v jejich nejslabším místě – asi ve třetině vzdálenosti od špičky. Poškozené listy způsobily nadměrné vibrace v rotorovém systému, odtrhly zbytek jednoho listu od kořene a vyvolaly nadměrnou spotřebu energie, která vedla ke ztrátě komunikace.

Uzemněný, ale stále funkční

Ačkoliv 72. let natrvalo uzemnil Ingenuity, vrtulník stále zhruba jednou za týden odesílá na rover Perseverance data o počasí a testovací avionické údaje. Z údajů o počasí by mohli benefitovat budoucí průzkumníci rudé planety. Avionická data se již ukázala užitečná pro inženýry, kteří pracují na budoucích návrzích létajících (i jiných) strojů pro Mars.

„Protože Ingenuity byla navržena tak, aby byla cenově dostupná a zároveň vyžadovala obrovské množství počítačového výkonu, stali jsme se první misí, která do hlubokého vesmíru vynesla komerční procesory z mobilních telefonů,“ řekl Teddy Tzanetos, vedoucí projektu Ingenuity a dodal: „Nyní se blížíme ke čtyřem letům nepřetržitého provozu, což naznačuje, že ne všechno musí být větší, těžší a odolné proti radiaci, aby fungovalo v drsném marťanském prostředí.“

Dlouhověkostí Ingenuity se inspirovali inženýři NASA, kteří testovali menší a lehčí avioniku, která mohla být využita v rámci programu Mars Sample Return. Získaná data také pomohla inženýrům, kteří zkoumají, jak by mohla vypadat budoucí marsovská helikoptéra. 11. prosince vystoupil Teddy Tzanetos na každoročním setkání Americké geofyzikální unie ve Washingtonu, kde sdílel detaily o vrtulníku Mars Chopper, na jehož konceptu pracuje s dalšími kolegy z projektu Ingenuity. Chopper je podle návrhu přibližně 20krát těžší než Ingenuity, mohl by létat s několikakilogramovým vědeckým vybavením a autonomně zkoumat vzdálená marťanská místa, přičemž by za den urazil až 3 km. Nejdelší let Ingenuity byl přitom 704 metrů. „Ingenuity nám dala jistotu a data, abychom si mohli představit budoucnost letů na Mars,“ řekl Tzanetos.

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/12/1-pia26238-ingentuity-ripples-cropped.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/12/e3-pia26482-hard-landing-graphic-final.jpg